Question

9．某同學(xué)想測(cè)出學(xué)校附近一工廠排出廢水的電阻率，以判斷廢水是否達(dá)到重金屬離子排放標(biāo)準(zhǔn)（一般工業(yè)廢水電阻率的達(dá)標(biāo)值為ρ≥200Ω•m）．如圖1所示為該同學(xué)所用盛水容器，其左、右兩側(cè)面為帶有接線柱的金屬薄板（電阻極�。�，其余四面由絕緣材料制成，容器內(nèi)部長(zhǎng)a=40cm，寬b=20cm，高c=10cm．他將水樣注滿容器后，進(jìn)行以下操作：

（1）他先后用多用電表歐姆擋的“×1k”、“×100”兩個(gè)擋位粗測(cè)水樣的電阻值時(shí)，表盤(pán)上指針如圖2中所示，則所測(cè)水樣的電阻約為1800Ω．
（2）他從實(shí)驗(yàn)室中找到如下實(shí)驗(yàn)器材更精確地測(cè)量所獲水樣的電阻：
A．電流表（量程5mA，電阻R_A=800Ω）
B．電壓表（量程15V，電阻R_V約為10.0kΩ）
C．滑動(dòng)變阻器（0～20Ω，額定電流1A）
D．電源（12V，內(nèi)阻約10Ω）
E．開(kāi)關(guān)一只、導(dǎo)線若干
請(qǐng)用鉛筆線代替導(dǎo)線幫他在圖3中完成電路連接．
（3）正確連接電路后，這位同學(xué)閉合開(kāi)關(guān)，測(cè)得一組U、I數(shù)據(jù)；再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，重復(fù)上述測(cè)量得出一系列數(shù)據(jù)如下表所示，請(qǐng)你在圖4坐標(biāo)系中作出U-I關(guān)系圖線．

U/V	2.0	3.8	6.8	8.0	10.2	11.6
I/mA	0.73	1.36	2.20	2.89	3.66	4.15

（4）由以上測(cè)量數(shù)據(jù)可以求出待測(cè)水樣的電阻率為99.7Ω•m．據(jù)此可知，所測(cè)水樣在電阻率這一指標(biāo)上不達(dá)標(biāo)（選填“達(dá)標(biāo)”或“不達(dá)標(biāo)”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)歐姆表的讀數(shù)方法可求得電阻值；
（2）根據(jù)題目要求及給出的儀表可明確實(shí)驗(yàn)電路接法；
（3）根據(jù)描點(diǎn)法可得出對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線；根據(jù)圖象性質(zhì)可明確水樣的電阻率．

解答 解：（1）圖上歐姆表指針有兩個(gè)位置，顯然右邊位置對(duì)應(yīng)“×1 k”，左邊位置對(duì)應(yīng)“×100”，應(yīng)按接近中間刻度的讀數(shù)，刻度18乘以倍率100，
所以電阻為1800Ω．

（2）因?yàn)橐�精確測(cè)量電阻值，需要電路中電壓有較大的變化范圍，而滑動(dòng)變阻器阻值又遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻，所以連線時(shí)滑動(dòng)變阻器要用分壓接法；又因?yàn)榇郎y(cè)電阻阻值與電壓表內(nèi)阻相差的倍數(shù)和待測(cè)電阻阻值與電流表相差的倍數(shù)相當(dāng)，電流表內(nèi)阻已知，則采用電流表內(nèi)接法．
（3）讓絕大多數(shù)的點(diǎn)在直線上，其余各點(diǎn)均勻地分布在直線兩側(cè)．
（4）由圖線斜率可知，總電阻為2 794Ω，又R=R_總-R_A，根據(jù)電阻定律R=ρ$\frac{L}{S}$，代入數(shù)據(jù)得ρ=99.7Ω•m；
由此可知，所測(cè)水樣在電阻率這一指標(biāo)上不達(dá)標(biāo)．
故答案為：（1）1 800；�。�2）如圖a；　（3）如圖b；�。�4）99.7，不達(dá)標(biāo)．

點(diǎn)評(píng) 題考查自來(lái)水電阻率的測(cè)量；關(guān)鍵掌握歐姆表的讀數(shù)方法，以及掌握如何選擇電流表的內(nèi)外接、滑動(dòng)變阻器的分壓、限流接法．